JP4504272B2 - 用紙後処理装置及び画像形成システム - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、印刷機等の画像形成装置に一体的に、もしくは別体に設けられ、画像形成済みの用紙（記録媒体）に対してファイルに綴じ込むための綴じ孔等を穿孔する用紙穿孔装置、用紙束にステイプル綴じ処理や折り処理等の後処理を行う用紙後処理装置、及びこの用紙後処理装置を備えた画像形成システムに関するものである。

近年、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置において、それらから出力されるドキュメントに対する後処理の要求が高まってきている。その中で、出力されたドキュメントに対してファイリングやデータ処理等に利用する穴を自動的に穿孔する用紙穿孔装置がある（例えば、特許文献１乃至３参照）。
かかる用紙穿孔装置に対して、穿孔した用紙束に対してのパンチ穴の揃え精度を高めて欲しいという要求が高まってきている。揃え精度を向上させるためには、用紙搬送方向の停止位置を一定にする手段が必要となってくる。
そこで、例えば、特許文献１乃至３では解除切り換え可能な用紙先端ストッパを設けることによりストッパで用紙を停止させ、用紙後端を撓ませて穿孔してパンチ穴穿孔位置を揃えることにより、パンチ穴揃え精度を向上させる技術が開示されている。
特許文献３においては、パンチ穴穿孔部の上下流のローラにおいて、用紙後端が上流ローラのニップを抜ける前に下流ローラを停止させて、用紙後端が上流ローラのニップを抜けた時点で上流ローラの回転を停止させて、用紙に撓みを生じさせて穿孔を行う技術が開示されている。
特開２００４−０８３２１２公報 特許第３１４２８２６号 特開２０００−１７７９２２公報

しかしながら、特許文献１及び２においては、用紙先端ストッパを機械構成に組み込む必要があり、その分、部品数の増加によるコスト増加、機械内スペースの確保等が必要になってしまう。
また、用紙後端にパンチ穴穿孔を行うさいには用紙サイズの変更に伴い、ストッパの位置を変更する必要があり、そのためのストッパ移動機構が必要になってくる。さらに、特許文献３においては制御方法が複雑になってしまうため、機械に負荷が掛かるという問題もある。
そこで、本発明の目的は、画像形成装置から出力されたドキュメントに自動でパンチ穴を穿孔し、用紙の搬送方向の停止位置バラツキを抑制させることにより、パンチ穴の穿孔位置を揃え、用紙束の仕上がり品質を向上させる用紙後処理装置及び画像形成システムを提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、搬送される用紙に対してパンチ穴穿孔処理を施すパンチ穴穿孔部を有する用紙後処理装置において、前記パンチ穴穿孔部に前記用紙を停止させる狙いの位置よりも前記パンチ穴穿孔部の上流及び下流に位置する各搬送ローラの整数回回転分に相当する距離だけ上流の地点に用紙検知センサを配置し、前記用紙検知センサが用紙後端を検知してから、前記パンチ穴穿孔部の上流及び下流搬送ローラが整数回回転した時点で前記用紙を停止させるように制御する制御手段を備えたことを特徴とする。
請求項２の発明に係る画像形成システムは、請求項１記載の用紙後処理装置を有することを特徴とする。

本発明によれば、パンチ穴穿孔部に用紙を停止させる狙いの位置よりパンチ穴穿孔部上流及び下流の搬送ローラの整数回回転分上流の距離の地点に用紙後端検知センサを配置させることにより、この用紙後端検知センサが用紙後端を検知してからパンチ穴穿孔部上流及び下流の搬送ローラ整数回回転分で用紙を停止させることにより高精度なパンチ穴揃え精度を達成することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の実施形態に係る用紙後処理装置を示す概略構成図である。図２は図１に示した用紙後処理装置を備えた画像形成システムの第１の実施の形態を示す概略構成図である。図３は図１に示した用紙後処理装置を備えた画像形成システムの第２の実施の形態を示す概略構成図である。
図２は複写機としてのシステムの概略を示しており、画像形成部ＰＲ、用紙を画像形成部ＰＲに供給する給紙装置ＰＦ、画像を読み込むためのスキャナＳＣ及び循環式自動原稿給送装置ＡＲＤＦ（自動原稿給紙装置）を備える。画像形成部ＰＲにより画像形成された用紙は中継ユニットＣＵを経由して、フィニッシャ（用紙後処理装置）ＦＲの入口ガイド板（図示せず）に搬送されることになる。これらの各構成要素は図示しない制御手段（ＣＰＵ）によって制御される。
図３は図２のスキャナＳＣ及び循環式自動原稿給送装置ＡＲＤＦのないプリンタ形態のシステムの概略を示している。その他の構成は、上述した複写機と同様である。
フィニッシャＦＲとして示した用紙後処理装置は、画像形成部ＰＲの側部に取り付けられている。画像形成部ＰＲから排出された用紙は用紙後処理装置ＦＲに導かれ、この用紙後処理装置ＦＲの持つ機能によって各種の後処理が施される。
なお、画像形成部ＰＲは、例えば、電子写真方式の画像形成プロセスの装置やインクジェット方式の印字ヘッドを持った装置など、公知の画像形成機能を有する装置であればよいので、詳細な説明はここでは省略する。

図１を参照して、後処理装置単体例の概略を説明する。右側に連設配置された画像形成装置本体（図示せず）の排紙口から排出されてきた用紙は、搬送ローラ３０により送り込まれ、１枚の用紙に穿孔を施すパンチユニット３を有する入口搬送路Ａを通って後処理装置ＦＲに導かれる。
導入されてきた用紙は、プルーフトレイ１８へ導く上搬送路Ｂ、シフトコロ９へ導く中間搬送路Ｃ、整合及びステイプル綴じ等を行うステイプルトレイ１０へ導く下搬送路Ｄの何れかへ、分岐爪２４、ターンガイド３６及び分岐爪２５、ターンガイド３７によって振り分けられるように構成される。
用紙はステイプルトレイ１０上で、ジョガーフェンス１２により用紙搬送方向と直交する方向に、縦方向は、叩きコロ８により後端フェンス２７を基準に整合が行われる。
その後、端面綴じの場合は所定位置でのステイプル処理が行われ、放出爪１１により上方へ搬送され、放出ローラ１５によって排紙トレイ１７に排紙され積載される。
一方、中綴じの場合には、揃えられた後、束搬送ローラ対１３ａ、１３ｂにより下方へ束搬送され、中綴じ位置での綴じ処理が行われる。次に束搬送ローラ２６ａ、２６ｂにより折り位置までの搬送が実施され、折りプレート１９と中折りローラ対２０の中折りローラ２０ａ、２０ｂによって中折り処理がなされ、中折り排紙ローラ２２によって中折り排紙トレイ２３に排紙され積載される。
上搬送路Ｂ、中間搬送路Ｃ、下搬送路Ｄの上流で各々に対し共通な入口搬送路Ａは、画像形成装置本体から受け入れる用紙を検出する入口センサ４５、その下流に搬送ローラ３１、パンチユニット（パンチ穴穿孔部）３、その下流に分岐爪２４、ターンガイド３６が順次配置されている。

分岐爪２４は図示してないばねにより図１の実線の状態に保持されている。図示しないソレノイドをオンすることにより、分岐爪２４は上方に回動する（一点鎖線）ことで、下搬送路Ｄ方向へ用紙を振り分け、ソレノイドオフならば上搬送路Ｂへ用紙を振り分ける。
もう１つの分岐爪２５は、同様に、図示してないばねにより図１の実線の状態に保持されている。図示しないソレノイドをオンすることにより、分岐爪２５は上方に回動する（一点鎖線）ことで、中間搬送路Ｃへ用紙を振り分け、ソレノイドオフならば、用紙はそのまま下搬送路Ｄへ送られ、搬送ローラ３３、３４により搬送される。
ターンガイド３６、３７はそれぞれ分岐爪２４、２５による用紙の振り分けを助ける働きを有する。これらのターンガイド３６、３７は、分岐爪２４、２５によって搬送方向を曲げられた用紙が当たることにつられて回転し、小径の分岐部での用紙の搬送抵抗を低減している。
中間搬送路Ｃには用紙を搬送方向と直角方向に一定量だけ移動可能なシフトコロ９が備えられ、これは図示しない駆動手段によりシフトコロ９を搬送方向と直角方向に移動させることで行なわれる。
中間搬送路Ｃへ送られて来た用紙はシフトコロ９で搬送中に搬送方向と直角方向に一定量移動することにより、用紙を搬送方向と直角方向に一定量ずらして、その状態のまま放出ローラ１５によって排紙され、排紙トレイ１７に積載される。なお、排紙タイミングは、コロシフトセンサ４７の用紙検知情報及び用紙のサイズ情報等に基づき決定される。
下搬送路Ｄにはステイプルトレイ排紙センサ４９がある。これは搬送路中の用紙の有無及びステイプルトレイ１０へ用紙を排出するさいの揃え動作のトリガとして使用している。搬送路Ｄを送られた用紙は、搬送ローラ３３、３４、３５によって順次搬送され、ステイプルトレイ１０に積載後、整合される。

ステイプルトレイ１０に排紙された用紙の後端は、後端フェンス２７を基準に整合が行われる。後端フェンス２７は、束搬送ローラ１３ａの中心軸を中心に回動可能な構成となっており、図示しないソレノイドにより搬送路より待避する構成となっている。
ステイプルトレイ１０に積載された用紙は、叩きコロ８によって随時下に落とされて下端が揃えられる。叩きコロ８は支点８ａを中心に叩きソレノイドによって振り子運動を与えられ、ステイプルトレイ１０へ送り込まれた用紙に間欠的に作用して用紙を後端フェンス２７に突き当てる。
なお、叩きコロ８は反時計回りに用紙を後端フェンス２７へ作用する方向に回転している。ステイプルトレイ１０に積載された用紙の搬送方向と直角方向の揃えは、ジョガーフェンス１２によって行なわれる。ジョガーフェンス１２は図示しない正逆転可能なジョガーモータによりタイミングベルトを介して駆動され、用紙の搬送方向と直角方向に往復移動する。
この運動で用紙の端面を押さえる動作を行うことで、搬送方向と直角の用紙の揃えを行う。この動作は用紙積載中及び最終用紙の積載後に随時行なわれる。ステイプルトレイ１０に備えられたセンサ５０は、ステイプルトレイ１０上の用紙の有無を検知するものである。
束搬送コロ１３ａ、１３ｂ及び２６ａ、２６ｂは、加圧、解放動作ができ、解放した状態で用紙束を間に通した後、加圧して用紙束を搬送する。束搬送コロ１３ａ、１３ｂ及び２６ａ、２６ｂは図示しない圧解除モータにより圧接離間移動が自在になっている。
前記束搬送コロ１３ａ、１３ｂ及び２６ａ、２６ｂは図示しないステッピングモータにより回転駆動され、このステッピングモータの回転数を制御することにより用紙束の搬送量が制御される。各束搬送コロ１３ａ、１３ｂ及び２６ａ、２６ｂは別個独立して圧接離間移動が自在になっている。
各束搬送コロ１３ａ、１３ｂ及び２６ａ、２６ｂの圧解除機構は、同様となっているので１３ａ、１３ｂについて詳細を説明する。束搬送コロ１３ａ、１３ｂには、駆動系が、それらが反対の方向であるが同速度で回転するように連結されている。

ステイプルユニット５は針を打ち出すステッチャ部５ａと用紙束に打ち込まれた針の先端を曲げるクリンチャ部５ｂから構成されている。本実施の形態のステイプルユニット５では、これらステッチャ５ａとクリンチャ５ｂが別体となっており、ステイプラ移動ガイド６によって用紙束搬送方向と直角方向に移動可能となっている。
ステッチャ５ａとクリンチャ５ｂは図示しない相対的位置決め機構と移動機構を有している。用紙束の搬送方向のステイプル位置は束搬送コロ１３ａ、１３ｂにより用紙束を搬送することで行う。これらにより、用紙束の様々な位置にステイプル止めを行うことができる。
ステイプルユニット５の下流にあるのが中折り機構部である。これは、中折りローラ対２０の中折りローラ２０ａ、２０ｂ、折りプレート１９、ストッパ２１などからなっている。
上流のステイプルユニット５で、用紙の搬送方向中央にステイプル止めした用紙束を束搬送コロ１３ａ、１３ｂにより搬送し、ストッパ２１に突き当るまで搬送し、いったん束搬送コロ１３ｂのニップ圧を解除することにより、用紙束の折り基準位置の位置が決められる。
その後、束搬送コロ２６ａ、２６ｂのニップ圧を掛けて用紙束を保持し、ストッパ２１が後退して用紙束後端から外れ、画像形成装置本体から送られた用紙サイズ信号により、必要な距離を搬送されて折りの位置が出される。
折りの位置（通常は用紙束搬送方向の中央）まで搬送されかつ停止された用紙束は折りプレート１９によって折りローラ対２０のニップに押し込まれ、そして折りローラ対２０が用紙束を加圧、回転することによって中折りされる。
なお、ストッパ２１は束搬送ローラ２６ａの中心軸を中心に回動可能な構成となっており、図示しないソレノイドにより搬送路より待避する構成となっている。
折られた用紙束は中折り排紙ローラ２２によって、中折り排紙トレイ２３に排紙されかつ積載される。中折り部のセンサ５４、５５は用紙の有無を検知している。また、中折り排紙トレイ２３のセンサ５７は中折り排紙トレイ２３上の用紙束の有無を検知しており、用紙束無しの状態から排紙した用紙束の数をカウントすることで、トレイの満杯検知を擬似的に行うために用いられる。

図４はパンチ穴穿孔処理モードを説明するフローチャートである。図４を参照して、パンチ穿孔時の動作について説明する。なお、これらの制御は、図示しない制御手段によって実施される。
まず、操作者が用紙サイズを設定する（Ｓ１）。次いで、パンチ穴穿孔かどうかを判断する（Ｓ２）。
パンチ穴穿孔ならば、画像形成装置（図示せず）から受け入れられた用紙は入口用紙検知センサ４５で用紙検知されたことを受けて搬送ローラ３０により搬送される（Ｓ３−Ｓ４）。
ここで、用紙後端検知センサ４８はパンチユニット３（図１）が用紙を穿孔する地点から搬送ローラ３１の整数回回転分（ｎ回転）（ローラ外径整数回回転分）の距離の位置に設置されている。
用紙後端検知センサ４８が受け入れられた用紙後端を検知した地点で（Ｓ５）、搬送ローラ３０は停止し（Ｓ６）、搬送ローラ３１はｎ回転分用紙を搬送して停止する（Ｓ７−Ｓ８）。
用紙が停止した時点でパンチユニット３を制御し（Ｓ９）、用紙後端にパンチ穴を穿孔して穿孔処理を完了する（Ｓ１０）。次いで、搬送ローラ３１を駆動して次工程へ進む（Ｓ１１）。
ステップ（Ｓ２）において、パンチ穴穿孔でないならば、入口用紙検知センサ４５をオンし（Ｓ１２）、搬送ローラ３０及び３１を駆動して（Ｓ１３、Ｓ１４）、次工程へ進む。
ここで、用紙後端検知センサ４８は入口用紙検知センサ４５と兼用させることも可能である。その場合、搬送ローラ３０、３１はともに入口用紙検知センサ４５より所定の整数回転分の距離だけ下流側位置になるように配置する。
本発明では、用紙停止手段として、パンチ穴穿孔部に用紙を停止させる狙いの位置よりも、穴穿孔部の上流及び下流の搬送ローラの整数回回転分上流の距離の地点に用紙検知センサを配置させることにより、検知センサが用紙後端を検知してからパンチ穴穿孔部上流及び下流搬送ローラの整数回回転分で用紙を停止させることにより高精度なパンチ穴揃え精度を達成することができる。

図５は他のパンチ穴穿孔処理モードを説明するフローチャートである。図５を参照して、パンチ穴穿孔時の動作について説明する。まず、操作者が用紙サイズを設定する（Ｓ２０）。次いで、パンチ穴穿孔かどうかを判断する（Ｓ２１）。
パンチ穴穿孔ならば、画像形成装置本体（図示せず）から受け入れられた用紙は入口用紙検知センサ４５で用紙検知されたことを受けて搬送ローラ３０、搬送ローラ３１により搬送される（Ｓ２２−Ｓ２４）。
搬送された用紙が搬送ローラ３１のニップ位置を通過した時点で搬送ローラ３０は回転を停止し（Ｓ２５）、搬送ローラ３１が回転を始め、用紙後端をパンチ穿孔部まで搬送する（Ｓ２４）。
搬送ローラ３１を停止し、用紙が停止した時点でパンチユニット３を制御し（Ｓ９）、用紙後端にパンチ穴を穿孔して穿孔処理を完了する（Ｓ２８−Ｓ３０）。次いで、搬送ローラ３１を駆動して（Ｓ３１）、次工程へ搬送する（Ｓ３２）。
ここで、搬送ローラ３０軸（図示せず）は用紙が通過した時点で搬送した回転数だけ逆回転し、１枚目用紙搬送初期回転軸位置になるようにする（Ｓ２６−Ｓ２７）。同様に、搬送ローラ３１に対しても用紙を次工程のローラ受け渡した時点で停止し、搬送した回転数だけ逆回転して再び停止し、次用紙のために待機する（Ｓ３３−Ｓ３５）。
ステップ（Ｓ２１）において、パンチ穴穿孔でないならば、入口用紙検知センサ４５をオンし（Ｓ３６）、搬送ローラ３０及び３１を駆動して（Ｓ３７、Ｓ３８）、次工程搬送経路へ進む。

図６は図１におけるパンチ穿孔部の搬送前状態を示す拡大図である。図７は図１におけるパンチ穿孔部の搬送後状態を示す拡大図である。図６及び図７において、パンチユニット３の下方にはホッパ４が配置されている。パンチユニットは、穿孔用の部材を上下動させることにより用紙後端適所に穿孔穴を形成する。
搬送ローラ３０及び３１にはそれぞれ軸の搬送前初期位置４２ａ及び軸の搬送後の位置４２ｂが示されている。
搬送ローラ３０の一方のローラの軸部には弾性体である加圧ばね４０が配置されてニップ圧を高めており、同様に搬送ローラ３１の一方のローラの軸部にも弾性体である加圧ばね４１が配置されてニップ圧を高めている。各加圧バネ４０、４１は、各搬送ローラ３０、３１を構成する一方のローラを、他方のローラに向けて圧接させる。搬送ローラ３０のニップ部の両側には入口用紙検知センサ４５及び用紙後端検知センサ４８が配置されている。
図６の搬送前状態では各軸の初期位置４２ａを示している。それに対して図７の搬送後状態では、各軸は搬送後の位置４２ｂを示している。用紙搬送毎に図７から図６に戻ることになる。詳しくは図示してないが、各搬送ローラの軸と加圧ばねが用紙停止手段を構成する。
用紙停止手段として、パンチ穴穿孔部３の上流及び下流の搬送ローラが用紙搬送終了後に必ず搬送した回転数分逆回転することにより、搬送ローラ軸の駆動初期位置４２ａを各用紙について一定にさせ、用紙の搬送に使用するローラ外径部分を各用紙について一定にすることにより高精度なパンチ穴揃え精度を達成することができる。
上述したように、各軸及び回転圧ばねは用紙停止手段として使用され、パンチ穴穿孔部上流及び下流搬送ローラ３０、３１が用紙搬送終了後に必ず搬送した回転数分逆回転する。
これにより搬送ローラ軸の駆動初期位置４２ａを用紙ごとに一定にさせ、用紙の搬送に使用するローラ外径部分を用紙ごとに一定にすることにより高精度なパンチ穴揃え精度を達成することができる。

図８はさらに他のパンチ穴穿孔処理モードを説明するフローチャートである。図８を参照して、パンチ穴穿孔時の動作について説明する。まず、操作者が用紙サイズを設定する（Ｓ４０）。次いで、パンチ穴穿孔かどうかを判断する（Ｓ４１）。
パンチ穴穿孔ならば、画像形成装置本体（図示せず）から受け入れられた用紙は入口用紙検知センサ４５で用紙検知された（Ｓ４２）ことを受けて搬送ローラ３０を駆動し（Ｓ４３）、用紙後端検知センサ４８をオンして用紙後端を検知し（Ｓ４４）、搬送ローラ３０を停止し（Ｓ４５）、搬送ローラ３１を駆動する（Ｓ４６）。
搬送ローラ３１を停止し（Ｓ４７）、用紙が停止した時点でパンチユニット３を制御し（Ｓ４８）、用紙後端にパンチ穴を穿孔して穿孔処理を完了する（Ｓ４９）。次いで、搬送ローラ３１を駆動して（Ｓ５０）、次工程へ搬送する（Ｓ５１）。
ここで、搬送ローラ３０の軸（図示せず）は用紙が通過した時点で搬送した回転数だけ逆回転し（Ｓ５２）、１枚目用紙搬送初期回転軸位置になるようにする（Ｓ５３）。同様に、搬送ローラ３１に対しても用紙を次工程のローラ受け渡した時点で停止し（Ｓ５４）、搬送した回転数だけ逆回転して再び停止し（Ｓ５５）、次用紙のために回転初期位置にて停止する（Ｓ５６）。
ステップ（Ｓ４１）において、パンチ穴穿孔でないならば、入口用紙検知センサ４５をオンし（Ｓ５７）、搬送ローラ３０及び３１を駆動して（Ｓ５８、Ｓ５９）、次工程搬送経路へ進む（Ｓ６０）。
図８のパンチ穴穿孔処理モードでも、用紙停止手段において、パンチ穴穿孔部上流及び下流搬送ローラ３０、３１が用紙搬送終了後に必ず搬送した回転数分逆回転することにより、搬送ローラ軸（用紙停止手段）４２ａの駆動初期位置を用紙ごとに一定にさせ、用紙の搬送に使用するローラ外径部分を用紙ごとに一定にすることにより高精度なパンチ穴揃え精度を達成することができる。
以上、本発明によれば、高精度なパンチ穴穿孔機能を有した用紙後処理装置を、簡素な構成で、高信頼性で実現することができ、より高機能で信頼性の高い用紙後処理装置及び画像形成システムをより安価に提供することができる。

本発明の実施形態に係る用紙後処理装置を示す概略構成図である。 図１に示した用紙後処理装置を備えた画像形成システムの第１の実施の形態を示す概略構成図である。 図１に示した用紙後処理装置を備えた画像形成システムの第２の実施の形態（プリンタ形態）を示す概略構成図である。 パンチ穴穿孔処理モードを説明するフローチャートである。 他のパンチ穴穿孔処理モードを説明するフローチャートである。 図１におけるパンチ穿孔部の搬送前状態を示す拡大図である。 図１におけるパンチ穿孔部の搬送後状態を示す拡大図である。 さらに他のパンチ穴穿孔処理モードを説明するフローチャートである。

符号の説明

３ 処理手段（パンチユニット）
３０ 上流の搬送ローラ
３１ 下流の搬送ローラ
４０ （搬送ローラ３０の加圧ばね）
４１ 用紙停止手段（搬送ローラ３１の加圧ばね）
４２ａローラ軸初期位置（搬送ローラ３０、３１の）
４２ｂローラ軸搬送後位置（搬送ローラ３０、３１の）
４５ 用紙入口センサ
４８ 用紙後端検知センサ

Claims (2)

1. 搬送される用紙に対してパンチ穴穿孔処理を施すパンチ穴穿孔部を有する用紙後処理装置において、
   前記パンチ穴穿孔部に前記用紙を停止させる狙いの位置よりも前記パンチ穴穿孔部の上流及び下流に位置する各搬送ローラの整数回回転分に相当する距離だけ上流の地点に用紙検知センサを配置し、前記用紙検知センサが用紙後端を検知してから、前記パンチ穴穿孔部の上流及び下流搬送ローラが整数回回転した時点で前記用紙を停止させるように制御する制御手段を備えたことを特徴とする用紙後処理装置。
2. 請求項１記載の用紙後処理装置を有することを特徴とする画像形成システム。

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